CN108869123A - 一种中冷管路、散热系统、汽车及中冷管路散热方法 - Google Patents

一种中冷管路、散热系统、汽车及中冷管路散热方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及汽车领域，尤其是涉及中冷管路、散热系统、汽车及中冷管路散热方法，以缓解现有车辆存在对中冷器过度依赖的问题。该中冷管路包括管路主体以及设置于管路主体上的散热结构，管路主体包括入口端和出口端，入口端与涡轮增压出气口连通，出口端与中冷器进气口连通。由涡轮增压器输出的高温气体流向中冷管路，外界空气直接作用于中冷管路，经中冷管路的一级散热后流向中冷器，然后经中冷器的二级散热后流向发动机。本发明使高温气体在进入到中冷器之前进行散热，降低高温气体对中冷器的过度依赖，从而降低整车对中冷器本身的散热能力的要求，进而达到降低中冷器对布置空间及车辆前端造型产生过多约束的目的。

Description

一种中冷管路、散热系统、汽车及中冷管路散热方法
技术领域
本发明涉及汽车领域，尤其是涉及中冷管路、散热系统、汽车及中冷管路散热方法。
背景技术
随着消费者生活水平的提高，消费者对汽车各项性能以及外观提出了越来越严格的要求。发动机作为汽车的主要结构，影响着汽车的多项性能指标。
涡轮增压发动机现已被众多车型广泛采用，实现了在相同的时间里，把更多的空气输送给发动机，并同燃油形成混合气体进行燃烧。但是由于涡轮增压器对空气压缩做功后，空气温度明显升高，所以为了提高燃烧效率，加热后的空气需要再进行一个降温的过程，才能被输送至发动机内部以供燃烧使用。当前采用涡轮增压发动机的车型上，用于给高温空气降温的主流方案，是在车辆前端的迎风处，加装一个进气冷却器，即中冷器，而被压缩后的高温气体完全依赖于中冷器进行散热降温，这就对中冷器的散热能力提出了较高的要求。
影响到中冷器散热能力的因素主要有两方面，一方面是中冷器自身的散热面积，其散热面积越大，散热能力也就越强；另一方面是单位时间内通过中冷器的空气流量，单位时间内空气流量越多，空气带走的热量也就越多，散热效果越好。
如何实现从上述两个途径来提高中冷器的散热能力，在一方面是增大中冷器自身的结构尺寸，进而增大其散热面积，另一方面是增大中冷器的迎风面积、优化空气流场，即从前保险杠的造型上着手，通过格栅结构来提高中冷器的“开口比”(中冷器“开口比”：指中冷器的迎风面积(中冷器散热芯体面积减去前方遮挡物在其芯体上的正向投影面积)同中冷器散热芯体面积的比值。)，或通过“导风结构”来优化空气流场，进而增加单位时间内通过中冷器的空气流量。
在整车开发阶段，现实情况往往是总布置可用空间有限，可用于布置中冷器的空间同中冷器自身的结构尺寸需求经常会产生矛盾；而同样的，在整车造型设计的过程当中，要想完全满足中冷器的“开口比”需求，那么造型上就不得不做出相应的让步。
总之，增压后的高温空气如果完全依赖于中冷器进行散热，那么对发动机舱前端的布置空间以及整车前端造型都会提出较高的要求，无形中给整车的开发增加了更多的限制条件。
因而，现有的车辆存在对中冷器过度依赖的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种中冷管路、散热系统、汽车及中冷管路散热方法，以缓解现有车辆存在对中冷器过度依赖的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：
一种中冷管路，包括管路主体以及设置于所述管路主体上的散热结构，
所述管路主体包括入口端和出口端，所述入口端与涡轮增压出气口连通，所述出口端与中冷器进气口连通。
更进一步地，
在装配状态下，所述中冷管路布置于车辆下方，且所述散热结构朝下。
更进一步地，
所述散热结构包括多个平行布置的散热片。
更进一步地，
所述管路主体设置为扁平状结构，且所述管路主体的两端由扁平状逐渐向圆柱状延伸。
更进一步地，
所述管路主体中部的宽度大于所述入口端和所述出口端的宽度。
一种散热系统，包括所述的中冷管路。
更进一步地，
还包括中冷器、第一连接管路、第二连接管路和第三连接管路；
所述第一连接管路安装于所述中冷管路与涡轮增压器之间；
所述第二连接管路安装于所述中冷管路与所述中冷器之间；
所述第三连接管路安装于所述中冷器与发动机进气口之间。
一种汽车，包括所述的自带散热功能的中冷器散热系统、发动机舱，所述发动机舱内布置有发动机、保险杠和涡轮增压器；
所述中冷管路设置于所述发动机舱的下方，所述中冷器设置于所述保险杠内；
所述第一连接管路自所述涡轮增压器的出口向下延伸直至与所述中冷管路的入口端连接；
所述第二连接管路自所述中冷管路的出口端向所述保险杠的方向延伸直至与所述中冷器的入口连通；
所述第三连接管路自所述中冷器的出口向所述发动机方向延伸直至与所述发动机的进气口连通。
更进一步地，
在高度方向上，所述中冷管路低于所述第一连接管路、所述第二连接管路、所述第三连接管路。
一种中冷管路散热方法，包括：由涡轮增压器输出的高温气体经第一连接管路流向中冷管路，朝向车头方向的外界空气直接作用于中冷管路，经所述中冷管路的一级散热后流向第二连接管路并由第二连接管路流向中冷器，然后经中冷器的二级散热后流向第三连接管路，最后由第三连接管路流向发动机的进气口。
结合以上技术方案，本发明达到的有益效果在于：
中冷管路包括管路主体以及设置于管路主体上的散热结构，管路主体包括入口端和出口端，入口端与涡轮增压出气口连通，出口端与中冷器连通。由涡轮增压器输出的高温气体流向中冷管路，外界空气直接作用于中冷管路，散热结构将高温气体同外部空气进行热量交换，经中冷管路一级散热后流向中冷器，然后经中冷器二级散热后流向发动机的进气口。本实施例提供的中冷管路结构使增压后的高温空气在进入到中冷器之前就能够进行散热，从而降低高温空气对中冷器的过度依赖，从而降低整车对中冷器本身的散热能力的要求，进一步达到节省布置空间、降低中冷器对车辆前端造型产生过多约束的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的中冷管路的轴测图；
图2为本发明实施例提供的散热系统的仰视图；
图3为本发明实施例提供的汽车中发动机舱仰视图。
图标：100－中冷管路；200－中冷器；300－第一连接管路；400－第二连接管路；500－第三连接管路；600－发动机舱；700－硫化橡胶；800－软管卡箍；900－管路支架；110－管路主体；111－入口端；112－出口端；120－散热结构；121－散热片；610－发动机；620－保险杠；630－涡轮增压器。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面结合附图对实施例1至实施例4进行详细描述：
实施例1
本实施例提供了一种中冷管路，请一并参照图1，图1为本发明实施例提供的中冷管路的轴测图。包括管路主体110以及设置于管路主体110上的散热结构120，
管路主体110包括入口端111和出口端112，入口端111与涡轮增压器630出气口连通，出口端112与中冷器200进气口连通。
由涡轮增压器630输出的高温气体流向中冷管路100，外界空气直接作用于中冷管路100，散热结构120将高温气体同外部空气进行热量交换，经中冷管路100一级散热后流向中冷器200，然后经中冷器200二级散热后流向发动机610的进气口。本实施例提供的中冷管路100结构使增压后的高温空气在进入到中冷器200之前就能够进行散热，从而降低高温空气对中冷器200的过度依赖，从而降低整车对中冷器200本身的散热能力的要求，进一步达到节省布置空间、降低中冷器200对车辆前端造型产生过多约束的目的。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
在装配状态下，中冷管路100布置于车辆下方，且散热结构120朝下。车辆在行驶过程中，外界空气流动方向与车辆行驶方向相反，将中冷管路100布置于车辆下方的优势在于，车辆下方更接近地面的下部空间，由于没有遮挡物，空气流量更大，即中冷管路100同外界空气的热交换面积更大、速度更快，能够使中冷管路100充分散热，减小车辆对中冷器200的过渡依赖，进而达到节省布置空间、降低中冷器200对车辆前端造型产生过多约束的目的。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
散热结构120包括多个平行布置的散热片121。散热片121的布置方式可以增加中冷管路100自身的散热面积，能够与外界空气进行更为高效的热交换，从而增强其散热能力，能更有效的减轻中冷器200的散热负担。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
管路主体110设置为扁平状结构，扁平状结构与圆柱状结构相比，与车辆底部的空气接触面积更大，散热面积也将增加，能够增强中冷管路100的热交换速度。管路主体110的两端由扁平状逐渐向圆柱状延伸，其目的在于便于与车辆内其他部位管路连接。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
管路主体110中部的宽度大于入口端111和出口端112的宽度，其目的在于增大管路主体110与车辆底部的空气接触面积，提高热交换速度，降低中冷器200的散热负担。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
中冷管路100转向处为钝角圆弧过渡，为高温气体提供的转向角为钝角，能够降低高温气体在转向处的阻力，有利于高温气体的流通。
实施例2
该实施例是与实施例1相并列的另一优选方案，在区别技术特征之外的实施例1所公开的技术方案属于本实施例所公开的范围，在区别技术特征之外的实施例1所公开的技术方案不再重复描述。
本实施例提供了一种散热系统，请一并参照图1至图2，图1为本发明实施例提供的中冷管路的轴测图；图2为本发明实施例提供的散热系统的仰视图，包括中冷管路100。
由涡轮增压器630输出的高温气体流向中冷管路100，外界空气直接作用于中冷管路100，经中冷管路100一级散热后流向中冷器200，然后经中冷器200二级散热后流向发动机610的进气口。本实施例提供的散热系统使增压后的高温空气在进入到中冷器200之前就能够进行散热，从而降低高温空气对中冷器200的过度依赖，从而降低整车对中冷器200本身的散热能力的要求，进一步达到节省布置空间、降低中冷器200对车辆前端造型产生过多约束的目的。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
散热系统还包括中冷器200、第一连接管路300、第二连接管路400和第三连接管路500；第一连接管路300安装于中冷管路100与涡轮增压器630之间；第二连接管路400安装于中冷管路100与中冷器200之间；第三连接管路500安装于中冷器200与发动机610进气口之间。以第一连接管路300、第二连接管路400和第三连接管路500作为中冷管路100与中冷器200、涡轮增压器630和发动机610的气体通道，可以不改变汽车原有结构的布置方式，直接安装本实施例中的散热系统，即使需要细微调整，也可以通过改变第一连接管路300、第二连接管路400和第三连接管路500的形状进行调整，增加了中冷管路100的适用范围。
进一步地，
散热系统还包括位于中冷管路100两端连接处的硫化橡胶700。硫化橡胶700具有较高的弹性、耐热性、拉伸强度和在有机溶剂中的不溶解性，能够避免高温气体对中冷管路100两端处的腐蚀，延长中冷管路100的使用寿命。
进一步地，
散热系统还包括套装于中冷管路100与第一连接管路300和第二连接管路400连接处的软管卡箍800。软管卡箍800能够保证中冷管路100与第一连接管路300和第二连接管路400的有效连接，避免脱落，保证其正常运行。
实施例3
该实施例是与实施例1至实施例2相并列的另一优选方案，在区别技术特征之外的实施例1至实施例2所公开的技术方案属于本实施例所公开的范围，在区别技术特征之外的实施例1至实施例2所公开的技术方案不再重复描述。
本实施例提供了一种汽车，请一并参照图1至图3，图1为本发明实施例提供的中冷管路的轴测图；图2为本发明实施例提供的散热系统的仰视图；图3为本发明实施例提供的汽车中发动机舱仰视图。包括散热系统和发动机舱600。
发动机舱600内布置有发动机610、保险杠620和涡轮增压器630；中冷管路100设置于发动机舱600的下方，中冷器200设置于保险杠620内；第一连接管路300自涡轮增压器630的出口向下延伸直至与中冷管路100的入口端111连接；第二连接管路400自中冷管路100的出口端112向保险杠620的方向延伸直至与中冷器200的入口连通；第三连接管路500自中冷器200的出口向发动机610方向延伸直至与发动机610的进气口连通。
由涡轮增压器630输出的高温气体流向中冷管路100，外界空气直接作用于中冷管路100，经中冷管路100一级散热后流向中冷器200，然后经中冷器200二级散热后流向发动机610的进气口。本实施例提供的汽车使增压后的高温空气在进入到中冷器200之前就能够进行散热，从而降低高温空气对中冷器200的过度依赖，从而降低整车对中冷器200本身的散热能力的要求，进一步达到节省布置空间、降低中冷器200对车辆前端造型产生过多约束的目的。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
在高度方向上，中冷管路100低于第一连接管路300、第二连接管路400、第三连接管路500。中冷管路100的高度设置方式目的在于减少第一连接管路300、第二连接管路400和第三连接管路500对气孔的阻挡，使从车辆对面流过的空气可以直接作用于中冷管路100，增大其热交换面积和空气流量，提高中冷管路100的散热强度，降低中冷器200的负担。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
汽车还包括安装于车辆本体的管路支架900，用于支撑和固定中冷管路100。采用管路支架900固定中冷管路100的安装方式提高中冷管路100的稳固程度，避免因车体碰撞、晃动而造成中冷管路100脱落的情况。
本实施例的可选方案中，较为优选地，
汽车还包括安装于中冷管路100两端的压力传感器，用于实时监测进入和流出中冷管路100的高温气体的压力，提高本实施例中汽车的安全性能。
实施例4
该实施例是与实施例1至实施例3相并列的另一优选方案，在区别技术特征之外的实施例1至实施例3所公开的技术方案属于本实施例所公开的范围，在区别技术特征之外的实施例1至实施例3所公开的技术方案不再重复描述。
本实施例提供了一种中冷管路散热方法，请一并参照图1至图3，图1为本发明实施例提供的中冷管路的轴测图；图2为本发明实施例提供的散热系统的仰视图；图3为本发明实施例提供的汽车中发动机舱仰视图。包括：由涡轮增压器630输出的高温气体经第一连接管路300流向中冷管路100，朝向车头方向的外界空气直接作用于中冷管路100，经中冷管路100的一级散热后流向第二连接管路400并由第二连接管路400流向中冷器200，然后经中冷器200的二级散热后流向第三连接管路500，最后由第三连接管路500流向发动机610的进气口。本实施例提供的汽车的中冷管路散热方法使增压后的高温空气在进入到中冷器200之前就能够进行散热，从而降低高温空气对中冷器200的过度依赖，从而降低整车对中冷器200本身的散热能力的要求，进一步达到节省布置空间、降低中冷器200对车辆前端造型产生过多约束的目的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种中冷管路，其特征在于，包括管路主体以及设置于所述管路主体上的散热结构，
所述管路主体包括入口端和出口端，所述入口端与涡轮增压器出气口连通，所述出口端与中冷器进气口连通。
2.根据权利要求1所述的中冷管路，其特征在于，在装配状态下，所述中冷管路布置于车辆下方，且所述散热结构朝下。
3.根据权利要求1所述的中冷管路，其特征在于，所述散热结构包括多个平行布置的散热片。
4.根据权利要求1所述的中冷管路，其特征在于，所述管路主体设置为扁平状结构，且所述管路主体的两端由扁平状逐渐向圆柱状延伸。
5.根据权利要求1所述的中冷管路，其特征在于，所述管路主体中部的宽度大于所述入口端和所述出口端的宽度。
6.一种散热系统，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的中冷管路。
7.根据权利要求6所述的散热系统，其特征在于，还包括中冷器、第一连接管路、第二连接管路和第三连接管路；
所述第一连接管路安装于所述中冷管路与涡轮增压器之间；
所述第二连接管路安装于所述中冷管路与所述中冷器之间；
所述第三连接管路安装于所述中冷器与发动机进气口之间。
8.一种汽车，其特征在于，包括如权利要求6-7任一项所述的散热系统，其特征在于，还包括发动机舱，所述发动机舱内布置有发动机、保险杠和涡轮增压器；
所述中冷管路设置于所述发动机舱的下方，所述中冷器设置于所述保险杠内；
所述第一连接管路自所述涡轮增压器的出口向下延伸直至与所述中冷管路的入口端连接；
所述第二连接管路自所述中冷管路的出口端向所述保险杠的方向延伸直至与所述中冷器的入口连通；
所述第三连接管路自所述中冷器的出口向所述发动机方向延伸直至与所述发动机的进气口连通。
9.根据权利要求8所述的汽车，其特征在于，在高度方向上，所述中冷管路低于所述第一连接管路、所述第二连接管路、所述第三连接管路。
10.一种中冷管路散热方法，用于如权利要求8或9任一项所述的汽车，其特征在于，包括：由涡轮增压器输出的高温气体经第一连接管路流向中冷管路，朝向车头方向的外界空气直接作用于中冷管路，经所述中冷管路的一级散热后流向第二连接管路并由第二连接管路流向中冷器，然后经中冷器的二级散热后流向第三连接管路，最后由第三连接管路流向发动机的进气口。
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